基于学生综合能力提升的TiO_(2)粉体制备实验改良

材料学科是实践性非常强的学科,实验教学在学科中占有重要的地位。科学的实验设计及创新的实验内容,更有利于培养学生分析归纳及实践创新能力。溶胶凝胶法设备简单、易掺杂,是制备纳米材料的常用方法之一。针对“照方抓药”式实验教学的弊端,以溶胶凝胶法制备TiO_(2)粉体实验教学为例,通过学生自行设计的方案,及教师对方案的改良组合开展不同条件的实验,采用XRD、SEM技术对制备粉体的物相、形貌进行了表征分析。通过实验改良设计的探索,促进学生综合能力的提升,进而为其它课程的实验教学改革提供参考。

纳米TiO_(2)吸附水体中低浓度磷的实验研究

研究了纳米TiO_(2)粉体对低浓度含磷水体的吸附性能。考察了溶液pH值、吸附剂用量、共存离子等对除磷效果的影响。研究结果表明,纳米TiO_(2)粉体在pH值为3~9范围内的溶液中都能有效去除磷酸盐,去除率均在95%以上。纳米TiO_(2)粉体对磷酸根的选择吸附性强,吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Freundlich模型。吸附反应主要以化学吸附为主,存在多分子层吸附。

不同晶型TiO_(2)的可控合成与光催化性能研究

利用简单易行的方法合成高效的TiO_(2)材料用于光催化降解污染物,是具有较高使用价值和广阔应用前景的技术。本综合实验通过简单的溶胶-凝胶法制备TiO_(2)凝胶,通过控制不同的煅烧温度得到不同晶型的TiO_(2)粉体,然后通过粉晶X-射线衍射(XRD)手段对TiO_(2)粉体的结构进行表征,最后以氙灯为光源,亚甲基蓝为污染物进行光催化性能测试,研究TiO_(2)的催化特性。本综合实验的步骤及相关测试较为简易,在本科阶段开展具有良好的可行性。本实验设计纳入了半导体光催化剂的制备、表征以及光催化性能研究与评价,使学生能通过实验系统地了解和掌握纳米材料的设计、合成、改性和性能评价等方面的思路、方法与技能。